汽修實訓教學中如何正確使用進氣歧管絕對壓力傳感器

王軍玉

摘要 簡要分析汽修實訓教學中進氣歧管壓力傳感器損壞出現的故障現象，判斷故障及原因，闡釋進氣歧管絕對壓力傳感器的作用、分類、結構、原理、檢測方法，以期教學借鑒。

關鍵字 汽修實訓；歧管傳感器；檢測方法

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671—489X（2017）19—0148—03

1前言

汽修實訓教學中，經常遇到進氣歧管壓力傳感器損壞的故障，出現無法計算空氣流量、無怠速、加速無力、發動機運轉不穩定以及急加速時回火、產生放炮（混合氣體太稀或太濃）等問題。如果學生對進氣歧管絕對壓力傳感器沒有全面掌握，就很難分析出故障原因，找出解決辦法。

2進氣歧管傳感器作用及形狀

進氣歧管傳感器多用于D型燃油噴射系統。它在汽油噴射系統中所起的作用和空氣流量傳感器相似，主要用于測量進入發動機的空氣量。進氣歧管傳感器是根據汽油機的負荷狀態計算出進氣歧管壓力（真空度），并轉換成信號，與轉速信號輸送到電控單元（ECU）。進氣歧管壓力傳感器的數據是傳感器輸入的主要數據，電控單元（ECU）根據發動機轉速以及傳感器數據，進行噴油器噴油量的計算。以HONDA轎車為例，進氣歧管壓力傳感器如圖1所示；以BUICK轎車為例，進氣歧管壓力傳感器如圖2所示。

3進氣歧管傳感器安裝位置

進氣歧管壓力傳感器一般安裝在發動機機艙內，位于節氣門后方進氣管上，或者用真空管與進氣總管相連，部分車型安裝在進氣總管與進氣歧管交界處。可通過實車或發動機實驗臺，引導學生找到傳感器的位置并學會判斷，讓學生有初步的感性認識，組織學生實車找出傳感器位置并記錄數據，作為以后學習的依據。

4進氣歧管傳感器分類及結構

進氣歧管壓力傳感器按輸出信號分，一般分為電壓型和頻率型，電壓型又分為半導體壓敏電阻式和真空膜盒式，頻率型主要是電容式的。目前普遍使用的是半導體壓敏電阻式，因此，本文只論述半導體壓敏電阻式。半導體壓敏電阻式結構簡稱MAP，如圖3所示，主要由真空室、硅片（包括硅膜片、四個應變電阻，如圖4所示）、輸出端子、過濾體等四部分組成。了解傳感器結構的最好方法是讓學生拆開傳感器，通過觀察實物這種感性認識，更好地了解傳感器的構造；進而教師講解原理，提高學生的認知能力。

5進氣歧管傳感器工作原理

通過拆裝，讓學生對進氣歧管壓力傳感器有一個初步認識。在拆裝的基礎上，教師再講工作原理。教師在講工作原理時一定要講明單壓電效應，因為只有讓學生知道壓電效應，才容易理解工作原理。因此，這里的關鍵是講壓電效應。講完壓電效應后，教師再講原理一定要簡單分析工作過程，不易講得太深。

壓電效應實現能量的轉換是利用壓電材料，當壓電材料受到外面的壓力時，產生電荷，對外輸出電能，這個電壓信號的高低與外力大小成正比。壓電材料主要由壓敏電阻組成，組成硅膜片，一側真空，一側進負壓。管內的壓力越高，膜片變形越大，變形的大小決定力度大小，反映到電壓信號就越大，反之越小。這個信號傳給ECU，控制單元計算后控制油量的大小，達到控制目的。

為了讓學生深刻理解壓電效應，可以給他們做一個實驗，實驗方法是在傳感器上接上電源，接上電壓表，人為地給歧管壓力，觀察電壓表的變化。如果有變化，說明有電壓輸出，實際說明機械能轉變為電能的過程。生產中常見的壓力傳感器是電子秤，選擇電子秤的工作配合講解壓電效應，較為簡單、具體。

6進氣歧管傳感器信號特點

學生在學習完原理的基礎上理解信號的特點，有助于分析故障點。分析過程：隨著進氣歧管壓力的上升，傳感器的電壓也升高，基本上呈線性關系（圖5所示）。在通常情況下，傳感器輸出信號電壓在怠速運轉時大約為1.25V，上升到節氣門全開時大約為4.5 V。

7進氣歧管傳感器電路

熟記電路接線是另一個教學重點，要求學生必須熟記電路的原理。圖6所示就是ECU通過VC端子給傳感器提供電壓的接線圖。從圖中可以看出，ECU測量標準為5V電壓左右，傳感器信號通過端子PIM輸送給ECU，E2為搭鐵端子，這三根線如果斷一根，就能檢測到信號不工作。可以讓學生做一個實驗：分別斷開VC、PIM、E2端，查看分別出現什么故障，記錄下來，作為檢修時的依據，也是維修經驗。

8進氣歧管傳感器檢測

掌握了以上知識點后，教師可以給學生設置故障，讓他們通過自學、研究、探索，找出故障點，主要是訓練學生發現問題、解決問題的能力，自己總結出故障點和經驗。一般傳感器故障主要有線路故障和傳感器故障兩大類。其中，線路故障點主要有短路、斷路和信號搭鐵等幾種，傳感器故障主要有傳感器損壞、接觸不良等。對這些故障點，教師每個都必須設置，都必須訓練到位。

學生應能夠熟記信號線輸出的電壓、搭鐵線的電阻和電源的供電電壓，這是維修過程中判斷故障點的依據。

下面介紹用萬用表檢測數據（豐田8A-FE發動機）。

1）電源線。打開點火開關，使用萬用表電壓擋測量進氣歧管絕對壓力傳感器端插頭針腳VCC與搭鐵間的供電電壓，應為4.5～5.0 V。如電壓正常，則證明線路無故障；如無4.5～5.0V電壓，說明線路短路，應對電源線路進行維修。

2）信號線。打開點火開關，使用萬用表電壓擋測量針腳PIM與E2間的動態信號電壓。怠速時為1.5V左右；踩下油門踏板，使發動機轉速增高，電壓信號應隨進氣壓力增大而增大，當節氣門全開時，電壓信號為4.0～4.5 V。如未檢測到電壓信號，則為進氣歧管壓力傳感器損壞或信號線斷路或對地搭鐵。關閉點火開關，使用萬用表電阻擋測量信號線傳感器端和ECU之間的電路，應為0.1Ω左右，如電阻無窮大則為線路斷路；使用萬用表電阻擋測量信號線與對地搭鐵之間的電阻，應為無窮大，如有電阻，說明信號線與對地搭鐵短路。

3）搭鐵線。斷開點火開關，使用萬用表電阻擋測量氣歧管壓力傳感器插頭E2與搭鐵間的電阻，應為0.1Ω左右。如果電阻為無窮大，則說明搭鐵線斷路。

9進氣歧管傳感器示波器檢測

為準確分析傳感器的工作過程，可以用示波器觀察波形，波形的變化反映歧管壓力的變化。通常發動機在怠速下信號電壓為1.25V，如果發動機節氣門最高電壓低于4.5V，則發動機全減速電壓等于0V。部分進氣歧管傳感器設計成相反工作方式，即當真空度增高到一定電壓，輸出電壓增高。部分汽車系統一般顯示出許多雜波，在傳送至發動機ECU后，發動機ECU中的作用信號處理電路將會被清除雜波（圖7）。熟練應用示波器也是修理過程中的重要手段，對高端車型和疑難雜癥故障車很有幫助；但對學生的要求很高，必須認真理解波形的特點和故障的關系。實踐中，中職學生很難對波形識別和示波器使用有一個明確的認識，但通過認真學習、反復研究，也能掌握。

10進氣歧管傳感器案例分析

以一臺凱迪拉克4.1 L汽車為例，該車出現故障是進氣壓力傳感器的真空管破裂，油耗大但不冒黑煙，怠速穩定，動力性和加速性能也較好。

1）檢查。用診斷儀讀取發動機數據，其中MAP=100 kPa，MAP=5 V。從數據分析，MAP=100 kPa，可能原因是進氣壓力傳感器真空管脫落、破裂、損壞。檢查發現，接在進氣傳感器上的真空管破裂，及時更換真空管后，怠速時信號為

1.5 V左右，迅速踩下加速踏板時信號電壓上升，故障排除。

2）故障分析。真空管如果破裂，就會造成真空度為零，輸出壓力最大，所以測量信號電壓顯示是5V電壓；發動機控制單元認為發動機一直是全負荷工況，所以不斷增加噴油量，造成油耗增大。

11結語

總之，在中職汽修實踐教學中，對進氣歧管壓力傳感器的組織訓練，如能按照本文所列學習要點，大多數學生經過探索和記憶，能掌握進氣歧管壓力傳感器故障的判斷和維修。汽車發動機的傳感器很多，使用其他類型的傳感器時，學生同樣可以從上述要點中去研究和學習，掌握檢測方法。